Материал: Использование гибких греющих пластин при безгаражном хранении автомобилей в Северных городах

Использование гибких греющих пластин при безгаражном хранении автомобилей в Северных городах

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ

.1 Анализ существующих методов поддержания теплового баланса, агрегатов автомобиля

1.2 Обзор технических показателей гибких греющих пластин

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

.1 Методика экспериментальных исследований

.2 Достоверность результатов исследований

2.3 Описание и технические характеристики автомобилей

.4 Результаты экспериментальных исследований

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ГИБКИХ ГРЕЮЩИХ ПЛАСТИН ФИРМЫ «KEENOVO»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Техническая исправность автомобиля достигается путем своевременного проведения технического обслуживания. Также использование автомобилей усложнено из-за резко континентального климата, который способствует увеличению числа технического обслуживания, текущего ремонта и обязательного сезонного обслуживания. В условиях Крайнего Севера особенно в зимний период от надежности и подготовленности автомобиля зависит жизнь людей и сохранность грузов.

Серийно выпускаемые автомобили рассчитаны для использования в средней климатической зоне, и их эксплуатация в условиях экстремально низких температур представляет значительную сложность, например, затрудняется работа трансмиссии из-за отсутствия масел и смазок с соответствующими вязкостно-температурными характеристиками. В зимний период расход топлива увеличивается на 15-20%. Расход топлива увеличивается не только из-за низких температур воздуха, но и из-за ухудшения структуры теплового баланса двигателя и баланса расхода энергии автомобилем. Тепловой режим трансмиссии - один из важных факторов, определяющих эффективность работы автомобиля в условиях низких температур окружающего воздуха. Для поддержания работоспособности автомобилей в условиях низких температур используют различные устройства и приспособления такие как: электроподогреватели работающие на 220В так и 12В, подогреватели автономные, укрывные материалы, и т.п. Каждый из перечисленных подогревателей имеет свои преимущества и недостатки, но для покупателя очень сложно выбрать какое дополнительное приспособление более эффективное. Поэтому для более точного определения эффективности того или иного подогревателя необходимо провести натурные испытания, и работы направленные на определение эффективности весьма актуальны.

Целью выпускной квалификационной работы является исследование эксплуатационных показателей гибких греющих пластин фирмы «Keenovo» Для достижения поставленной цели следует решить следующие задачи:

- Анализировать существующие методов поддержания теплового баланса, агрегатов автомобиля;

установить(монтировать) исследуемых гибких греющих пластин в агрегатах автомобилей;

провести мониторинг работы греющих пластин с помощью температурных датчиков «Termohron»;

провести обработку полученных данных и анализировать;

сформулировать практические рекомендации по использованию гибких греющих пластин при безгаражном хранении автомобилей в Северных городах.

Объектом исследования является процесс работы греющих пластин, установленных в следующих агрегатах автомобилей, эксплуатируемых в условиях экстремально низких температур. ( до - 55С°):

днища картера двигателя;

трансмиссия (с АКПП или МКПП);

аккумуляторная батарея;

стойки подвески автомобиля (2 штуки);

топливный бак (для дизтоплива);

топливный фильтр.

Предметом исследования является автомобиль, в агрегатах которых установлены греющие пластины (днище картера ДВС, АКПП - для бензинового и дизельного, стойки, топливный фильтр, аккумуляторная батарея).

ГЛАВА I. ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ

.1 Анализ существующих методов поддержания теплового баланса, агрегатов автомобиля

Суровые климатические и сложные эксплуатационные условия Северных территорий Российской Федерации выдвигают весьма высокие требования к надежности и работоспособности агрегатам автомобилей.

С точки зрения воздействия на агрегаты и узлы автомобилей климат можно охарактеризовать тремя показателями: температурой, влажностью наружного воздуха и скоростью наружного ветра. Зима в Якутии исключительно сурова, средняя температура января составляет около −40 °C, иногда морозы могут пересекать 60-градусную отметку. Зима длится с начала октября до конца апреля. Уже в начале ноября среднесуточная температура составляет ниже −20 °C, а после середины ноября и до самого конца февраля стоит температура ниже −30 °C

В отличие от двигателя надежность работы других агрегатов, узлов и систем при низких температурах связано в первую очередь с изменением физико-химических свойств применяемых масел, пластичных смазок и специальных жидкостей. Повышение вязкости трансмиссионных масел при низких температурах затрудняет образование масляного тумана, необходимого для смазки деталей.

Исследования показали, что при понижении температуры трансмиссионного масла с +80^◦ до 0^◦ С износ шестерен коробок передач автомобиля увеличится почти в 10 раз, расход топлива увеличивается более чем на 20%. Данные показатели приводят к большому расходу топлива и быстрому износу агрегатов

Недостатком известных конструкций гидравлических амортизаторов и стоек является их низкая работоспособность в зимних условиях, когда жидкость, заполняющая гидравлические полости, при низких температурах имеет высокую вязкость, что приводит к катастрофическому износу и разрушению уплотнительных элементов и быстрому выходу из строя.

Существуют следующие устройства для поддержания теплового баланса агрегатов:

Кожухи: Кожухи обеспечивают меньшему остыванию коробки или моста во время стоянке. При движение обеспечивают меньшему обдуву коробки встречным ветром, что способствует малому остыванию агрегатов. Они не обеспечивают оптимального теплового режима агрегатов.

В этом методе используется отработанные газы автомобиля для поддержания теплового режима в коробке. Так как 50% тепла от двигателя уходят в атмосферу, через выхлопную трубу. Эта конструкция представляет собой стальной короб.

Теплообменник устанавливают в разрыв системы выпуска отработавших газов с помощью проточной трубы и колена. Для регулировки подачи отработавших газов в теплообменник предусмотрены электромагнитные клапаны.

Для работы а автоматическом режиме в картер КПП установлен датчик температуры соединенный с блоком управления и электромагнитным клапанами. Минус это конструкции это дополнительный вес, конструкционная сложность.

В этом методе предполагается соединение двух систем смазки (двигателя и коробки) в одну целую. Коробки будет подаваться прогретое масло от двигателя, тем самым коробка будет быстрее и эффективнее греться. Но этот метод больше подходит для тракторов, но также не в каждом тракторе можно объединить две системы смазки.

Гибкие нагревающие пластины: Универсальность во всем. Могут использоваться для прогрева масла, топлива, гидравлики и других жидкостей. Устойчивы к трению и агрессивным средам (масло, бензин). Быстрая и простая установка. Достаточно зачистить место установки, снять с пластины защитный слой и приклеить. Мощность: от 125 до 1350 Вт. Питание от сети 220, 24 и 12 В.

Электрические подогреватели (тены): Предназначены для прогрева масла, тосола. Устанавливаются на автомобили и трактора, как правило, в сливное отверстие, либо в заранее подготовленное отверстие с резьбой в поддоне картера.

Покрытие тэнов сделано по специальной технологии «антикокс» полностью исключающее коксование масла при прогреве. Мощность от 75 до 500 Вт. Питание от сети 220, 24 и 12 В.

Бывают встраиваемые в блок двигателя и подогреватели масла:

Рисунок 1.1 Подогреватели масла

Плоские нагреватели: Плоские нагревательные элементы находят свое применение там, где нужно равномерно и эффективно нагревать поверхности.

Конструкция из витков нагревательного элемента и 2-х изоляционных слоев делает возможным приспособление практически к любим геометрическим формам поверхности. Одновременно достигается оптимальное распределение тепла по нагреваемой поверхности.[1]

1.2 Обзор технических показателей гибких греющих пластин

А). Гибкая нагревающая пластина 100 Вт 12 В (90х200) (терм.90) 6 люв. Keenovo:

Гибкая нагревающая пластина 100 Вт 12 В

Напряжение: 220 В, Мощность: 100 Вт,

Размер: 90 х 200 мм

Максимальная температура нагрева: датчик температуры на 90 градусов по Цельсию (повторное включение при температуре ниже 70 градусов по Цельсию)

Особенности: на коротких сторонах пластины установлены люверсы для крепежа пластины.

Б.) Гибкая нагревающая пластина 40Вт 220В (200х60) (терм.1) 6 люв. Keenovo:

Гибкая нагревающая пластина 40Вт 220В

Напряжение: 220 В

Мощность: 40 Вт, Размер: 60 х 200 мм

Максимальная температура нагрева: внешний датчик температуры на 0 градусов по Цельсию (работает только при отрицательной температуре).

Особенности: на коротких сторонах пластины установлены люверсы для крепежа пластины.

Пластина для подогрева топливного/масляного фильтра.

В.) Гибкая нагревающая пластина 60Вт 220В (130х150) (терм.1) Keenovo:

Гибкая нагревающая пластина 60Вт 220В

Напряжение: 220 В,Мощность: 60 Вт, Размер: 150 х 130 мм

Г.) Гибкая нагревающая пластина 30 Вт 12 В (50х80) (терм.90) 4 люв. Keenovo

Гибкая нагревающая пластина 30 Вт 12 В

Максимальная температура нагрева: 90 градусов по Цельсию

Особенности: имеет по 2 люверса на каждой меньшей стороне для удобного монтажа с помощью хомутов

Пластина для прогрева стоек подвески личного автотранспорта, имеет по 2 люверса на меньшей стороне для удобного монтажа с помощью хомутов.

Возможно использование для предотвращения промерзания металлических труб диаметром от 0,5”. Наличие термостата контролирует процесс нагрева, препятствуя закипанию жидкости.

Д). Гибкая нагревающая пластина 250 Вт 220 В (терм.90) Keenovo:

Напряжение: 220 В

Мощность: 250 Вт

Размер: 127 х 152 мм

Максимальная температура нагрева: 90 градусов по Цельсию

Особенности: высокотемпературная самоклеющаяся поверхность на одной из сторон пластины. Пластина для предпускового подогрева двигателя с рабочим объемом до 3х литров от бытовой электросети 220 Вольт, имеет клеящий слой, обеспечивающий максимальную адгезию между пластиной и поверхностью при повышенных температурах.

Пластина снабжена термостатом с порогом отключения в 90°С и порогом повторного включения в 50°С! Такую пластину чаще всего используют для постоянного поддержания рабочей температуры двигателя даже во время длительной стоянки. За счет работы термостата пластина потребляет не более 100 Вт в час.

Также может быть использована для предпускового прогрева трансмиссии малого коммерческого автотранспорта или для подогрева небольших промышленных генераторов до 25 кВт.

Е). Гибкая нагревающая пластина 100 Вт 12 В с губкой 5 мм Keenovo:

Напряжение:12В

Мощность:100Вт

Максимальная температура нагрева: до 90 градусов по Цельсию

Особенности: высокотемпературная самоклеющаяся поверхность на одной из сторон пластины, наличие пористой поверхности с другой стороны для снижения теплопотерь.

Пластина для автономного предпускового подогрева двигателя с рабочим объемом до 3х литров, имеет клеящий слой, обеспечивающий максимальную адгезию между пластиной и поверхностью при повышенных температурах.

На пластине предусмотрен дополнительный слой теплоизоляции в виде пористой губки, который обеспечивает, прогрев слоя масла, необходимого для теплого запуска двигателя, примерно за 15 минут работы.

Ж). Гибкая нагревающая пластина 100Вт 12В с губкой 5мм.

Напряжение: 12В

Мощность: 100Вт

Максимальная температура нагрева: до 90 градусов по Цельсию

Особенности: высокотемпературная самоклеющаяся поверхность на одной из сторон пластины, наличие пористой поверхности с другой стороны для снижения тепловых потерь.

Пластина для автономного предпускового подогрева двигателя с рабочим объемом до 3х литров, имеет клеящий слой, обеспечивающий максимальную адгезию между пластиной и поверхностью при повышенных температурах.

На пластине предусмотрен дополнительный слой теплоизоляции в виде пористой губки, который обеспечивает, прогрев слоя масла, необходимого для теплого запуска двигателя, примерно за 15 минут работы.

З). Гибкая нагревающая пластина 100Вт 220В (терм.50)

Напряжение: 220 В

Размер: 101 х 127 мм

Мощность: 100 Вт

Максимальная температура нагрева: 50 градусов по Цельсию

Особенности: высокотемпературная самоклеющаяся поверхность на одной из сторон пластины

Пластина для подогрева частных, небольших генераторов мощностью до 5 кВт. Пластина готова работать двадцать четыре часа в сутки, а за счет работы термостата, потребление пластины значительно меньше заявленной мощности.

И). Гибкая нагревающая пластина 30 Вт 12 В (терм.1) Keenovo:

Напряжение: 12 В

Мощность: 30 Вт

Размер: 100 х 150 мм

автомобиль nissan пластина тепловой нагрев

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

.1 Методика экспериментальных исследований

Используемая методика основывается на методике определения температурных параметров по контрольным точкам. Такие как метод «конверта» (по 5 точкам) и метод последовательности [10] (рис.2.1.).

Рис. 2.1. Место расположения точек измерений

.2 Достоверность результатов исследований

При проведении экспериментальных испытаний использовались температурные датчики Термохрон. На рис. 2.2. представлен стандартный температурный датчик, выпускаемый научно-производственным центром «Элин»

Температурный датчик

Основные характеристики устройств ТЕРМОХРОН

Погрешность - ±1°С

Разрешение - 256 точек (8 разрядов)

Память результатов измерений - до 4048 ячеек

Погрешность хода часов - ±2 минуты в месяц

Эксплуатационный ресурс - от 2,28 года до 10 лет

Тепловая инерционность (при скачке от -1,0°C до +19,5°C) - 300 с

Длительность единичного измерения - 90 мс

Интервал между измерениями -от 1 до 255 минут (~4,5 часа) с градацией 1 минута

Задержка начала регистрации -от 1 до 65535 минут (~45 дней) с градацией 1 минута. [3]

2.3 Описание и технические характеристики автомобилей

Рисунок 2.1. NissanPassage 1998г.

Модель Presage- высококлассный минивэн с тремя рядами сидений, выпущенная компанией Nissan в 1998 году в качестве конкурента модельному ряду HondaOdyssey. В конструкции главным образом использованы компоненты модели R’nessa.

Поскольку в салоне стоят три ряда сидений, предусмотрены разнообразные варианты их раскладки и установки (существуют семи- и восьмиместные модификации). Но, к сожалению, третий ряд сидений не может быть убран полностью, что существенным образом снижает практичность.